細胞内環境を想定した反応拡散系モデリング

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20740243
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 神戸大学 (2011); 大阪大学 (2008-2010)
• 研究代表者: 冨樫 祐一 神戸大学, 大学院・システム情報学研究科, 講師 (50456919)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 生物物理学 / 分子機械 / 細胞 / 超分子混雑 / 自己組織化 / 反応拡散系 / 位相振動子系 / 時空間パターン

研究概要

細胞の活動は主として化学反応により維持されている。ところが、細胞内は、タンパク等の高分子で非常に混雑し、膜・細胞骨格などの構造や、酵素をはじめ動き(構造変化)を通じて機能する分子機械が存在するなど、特異な環境にある。このような、これまでの研究で捨象されがちであった細胞内環境の特徴が、反応過程にどのような影響を及ぼしうるかを考察した。反応が活発に起こる領域と不活性な領域との分離など、分子混雑と分子機械の動きの双方が関与した時空間パターンが観察され、細胞内における分子の「動き」の重要性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Modeling Bio-Molecular Machinery in the Complex Environment inside the Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Togashi
  • 雑誌名: Proceedings of 2011 IEEE/IPSJ International Symposium on Applications and the Internet 巻: 266
  • DOI: DOI:10.1109/SAINT.2011.50
  • 査読あり
• [学会発表] Modeling of Molecular Networks in the Cell : Minority and Crowd (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Togashi
  • 学会等名: Brock-Kobe Bilateral Workshop on Scientific Computation
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-05-22
• [学会発表] 生体分子機械システムの構造形成～障壁と分子構造変化の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨樫祐一
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Modeling Bio-Molecular Machinery in the Complex Environment inside the Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Togashi
  • 学会等名: The 11th IEEE/IPSJ International Symposium on Applications and the Internet(SAINT2011)
  • 発表場所: Holiday Inn Munich City Centre(ドイツ)
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] 混雑した細胞内環境における分子機械システム～反応拡散と力学的相互作用が交錯する系のモデリング (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨樫祐一
  • 学会等名: 定量生物学の会第3回年会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 20101127-28
• [学会発表] 生体分子機械の構造変化と非線形性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨樫祐一, 柳田敏雄, Alexander S. Mikhailov
  • 学会等名: 日本機械学会第23回計算力学講演会(CMD2010)
  • 発表場所: 北見工業大学(北海道)
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Formation of Reaction-Diffusion Pathways by Molecular Machines in the Crowded Intracellular Environment (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨樫祐一
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] 混雑した反応拡散系における分子の内部状態と粒子性の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨樫祐一
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] 混雑した細胞内環境における分子機械システムの振舞い (2009)
  • 著者名/発表者名: 冨樫祐一
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: アスティとくしま(徳島県)
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] 細胞内分子機械システムの反応拡散系モデリング (2009)
  • 著者名/発表者名: 冨樫祐一
  • 学会等名: 理研シンポジウム「細胞システムの動態と論理」
  • 発表場所: 理化学研究所基幹研究所(埼玉県)
  • 年月日: 2009-04-10
• [学会発表] 混雑した細胞内環境における分子機械システムの反応拡散過程 (2009)
  • 著者名/発表者名: 冨樫祐一
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学(東京都)
  • 年月日: 2009-03-30
• [備考]
  • URL: http://www.togashi.tv/lab/